아폴로 11호와 창어 5호 사이에 시간차가 왜 그렇게 큰가요?

달 탐사 임무를 걱정하는 많은 친구들이 흥미로운 사실을 발견했습니다. 공식 창어 5호 임무는 23일이었던 반면, 50여 년 전 아폴로 11호의 발사 시점은 7월 16일이었습니다. , 1969. 귀환 시기는 1969년 7월 24일이고, 전체 임무는 단 8일 동안만 진행됐다. 50년이 지난 지금도 우리의 기술은 반세기 전 아폴로 11호에 비해 열등한가? 아폴로 11호를 달까지 운반한 로켓은 얼마나 강력했습니까?

새턴V는 아폴로 프로젝트 전체에서 초신성처럼 눈부시게 빛나고 있다. 그 위력이 너무 강력하기 때문이다. 아래에서 그 매개변수를 간략히 알아보고 아폴로 프로젝트의 자랑스러운 로켓의 스타일을 느껴보자!

토성V 높이 110.6미터, 지름 10.1미터, 총질량 3039톤

저지구궤도 운반능력 140톤

이것만 보세요 몇 가지 데이터는 다소 만족스럽지 않은 것 같습니다. 결국 이는 많은 데이터일 뿐이므로 이러한 매개변수의 의미를 알아낼 수 있는 사람은 아무도 없습니다.

보시다시피 새턴V의 능력은 현대 대형발사체를 모두 압살하고 있으며, 가장 큰 운반능력을 지닌 팔콘 헤비보다 거의 2배에 가까운 위력을 자랑합니다!

새턴 V의 비정상 단계 엔진

새턴 V 1단계 로켓에는 총 5개의 F1 엔진이 있으며, 각 엔진의 해수면 추력은 6770kN입니다. 263초의 추진력으로 작동할 때 초당 1789kg의 액체산소가 연소됩니다. 1단계 로켓은 150초 동안만 작동하며 로켓을 고도 68km까지 보낼 수 있습니다. 2.76km/초!

이후 2단 로켓의 J2 로켓 엔진 5개가 저궤도에 보내졌다. J2 로켓 엔진은 액체수소와 액체산소를 연료로 300초간 작동해 우주선을 보냈다. 고도 170㎞에 도달해 마지막 3단 로켓은 약 150초 동안 작동을 시작해 지상 191.2㎞ 상공에서 대기궤도에 진입했고 속도는 7.75㎞/초에 달했다. !

드디어 이 대기 궤도를 약 2.5회 공전한 후 근지점에서 3단 로켓이 다시 점화되어 약 300초 동안 연소된 후 약 48톤에 달하는 아폴로 우주선을 지구까지 가속시켰습니다. 11.2km의 탈출 속도로 지구-달 이동 궤도로 직접 보내졌습니다. 우주선은 3일 후인 7월 19일에 이 궤도의 정점에 도달했습니다. 속도가 느려지고 달의 중력에 포착되어 달 궤도에 진입했습니다. 착륙을 기다리기 위해!

이러한 매개 변수를 보면 아폴로 우주선이 지구에서 출발한 후 거의 멈추지 않고 달 궤도에 도달했음을 알 수 있습니다. 이는 새턴 V의 강력한 운반 능력이 뒷받침합니다. 토성이 없었다고 할 수 있습니다. V, 아폴로 달착륙 프로그램은 없을 것이다! Chang'e 5를 Procellarum으로 운반한 Fat 5가 Saturn 5보다 정말 열등한가요?

창어 5호는 2020년 11월 24일 오전 4시 30분 장정 5호 야오-5호 운반 로켓을 이용해 원창 우주 발사장에서 발사됐다. 2020년 11월 28일 발사됐다. 58분 만에 달에서 400km 거리에서 감속 및 제동을 거쳐 달 궤도에 진입하는데 소요된 총 시간은 약 4일 반 정도였습니다!

아폴로 11호와 비교하면 창어 5호는 확실히 훨씬 느린 것 같지만 사실 아폴로 11호는 191.2km의 대기 궤도에서 운행 중이었다는 사실을 명확히 해야 한다. 2.5km를 지나 다시 출발했다. 대기 분자가 상대적으로 밀도가 높기 때문에 이 궤도는 오랫동안 머물 수 있는 장소가 아닙니다. 아폴로 15호, 16호, 17호의 대기 궤도는 150km 정도로 낮았기 때문에 이 궤도에 머무는 시간은 더 짧아요!

대기 트랙을 설정하는 이유는 무엇인가요? 달로 출발하기 전 마지막으로 모든 장비를 점검하는 것인데, 문제가 없다면 출발 준비를 하면 된다. 그리고 전체 임무 시간 배분은 상대적으로 시간이 민감한데, 무인 탐지의 경우 장비 테스트, 다양한 측정 및 제어 지점 추적 등이 전혀 문제가 되지 않습니다. 모든 테스트를 통과한 후 근지점에서 점화됩니다. 그리고 궤도 정점을 달 근처로 끌어당기세요!

그래서 창어 5호가 궤도에서 무엇을 했는지에 대한 자세한 내용은 인터넷에서 찾을 수 없지만, 이 궤도에 오랫동안 머물며 로켓 엔진을 사용하지 않았음을 추론할 수 있습니다. 근지점에서 여러 번 가속하고, 궤도를 반복적으로 상승시키며, 최종적으로 궤도 정점을 달에 가깝게 만드는 방법(이 방법은 창어 1호와 2호에서 사용되었습니다).

점차적으로 궤도를 올려 달에 천천히 접근하는 방식은 연료를 크게 절약할 수 있고 발사체의 기술 수준도 낮출 수 있지만 창정 5호 로켓의 경우 창어를 직접 발사할 수 있다. 5개를 한꺼번에 지구-달 이동 궤도로 보낸다. 그러나 조건이 부족할 경우 무인 탐사선도 이 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어 가장 유명한 것은 지구 저궤도를 돌고 있는 인도의 망갈리안 화성 탐사선이다. 몇 달 동안 지구 궤도에 진입하여 마침내 지구-화재 이동 궤도에 진입했고 사람들은 저렴한 비용으로 화성 탐지를 실현했습니다. 이것은 평생 자랑스러운 자본입니다!

장정 5일의 기술수준은 어느 정도인가?

많은 친구들이 새턴 V를 장정 5호와 비교하고 싶어하지만 사실 둘은 같은 수준이 아니다. 새턴 V는 강자지만 연료 활용률이 매우 낮다. 간단히 말해서, 2행정 가솔린 엔진처럼 많은 양의 연료를 연소하여 높은 추력을 생성하는 것입니다. 출력은 높지만 연료 소비도 높습니다!

두 엔진을 비교해 보면 알 수 있는데, 둘 다 액체 산소 엔진과 등유 엔진이다. 새턴V의 F1은 특정 임펄스가 263초인 가스 발생기 사이클(개방 사이클)이다. 장정 5호의 비충격량은 263초이다. 액체산소등유부스터 YF100(산소부유 조기점화단계 연소사이클)은 300S의 해수면 비충격력을 갖고 있다. 물론 여전히 311과 다소 다르다. RD180(1990년대 기술)이지만 Saturn V보다는 낫습니다. F1 기술은 여전히 ​​많이 개선되어야 합니다!

단계적 연소 사이클에서 발생하는 모든 가스와 열은 추력 손실 없이 연소실을 통해 배출됩니다. 따라서 이 사이클을 흔히 "폐쇄사이클"이라고 합니다. 오픈사이클로 발생된 배기가스는 바로 배출되므로 효율성이 떨어진다. 또 다른 장점은 매우 높은 연소실 압력을 견딜 수 있고 더 큰 팽창 비율의 노즐을 사용할 수 있다는 것입니다. 단점은 터빈의 작업 환경이 열악하고, 고온 가스를 수송하기 위해 추가 덕트를 추가해야 하며, 매우 복잡한 피드백 제어 시스템을 설계해야 한다는 점입니다. 이는 사이클 설계에서 가장 어려운 부분입니다. 버전은 가스 발생기 사이클(Saturn V F1 엔진 사이클 기술)입니다.

전체적으로 창정 5호의 기술 수준은 나쁘지 않지만, 저지구궤도 운반능력은 약 25톤, 지구-달 이동궤도는 약 8.8톤으로 전혀 불가능하다. 샘플링 귀환 임무를 수행하려면 문제가 없지만 달에 유인 착륙하려면 최소한 40톤 이상의 지구-달 이동 궤도 운반 능력이 필요하며 창어 5호는 아직 한참 뒤쳐져 있습니다.

창어 5호가 돌아오는 데 왜 이렇게 오래 걸리나요?

사실 11번째 미션은 아폴로 프로그램 중 가장 짧은 미션이었지만, 17번째 미션은 전체 미션이 12일 동안 진행됐는데, 달에 머무른 시간은 2시간 남짓이었습니다! Chang'e 5호의 시간은 귀환 여행에 소요되지 않고 달 궤도 도킹, 이동 및 대기에 소요됩니다. 위에서 언급한 여러 작업 외에도 Chang'e 5호는 400에 대한 다른 정보를 공개하지 않았습니다. 킬로미터 대기 궤도 물론 무작위로 추측하고 싶지는 않지만 달 궤도를 벗어나자마자 착륙 시간을 카운트다운할 수 있습니다!

따라서 이는 지구가 물 표류 탄도 궤적을 자르는 궤적의 시작점에 도달하면 반환 시점에 대한 높은 요구 사항을 제시하며 끝은 전통적인 착륙 지점이어야 합니다. 중국 내몽골 시쯔왕기의 창구를 밟아야 하니까요. 아무리 우호적인 나라라도 협상을 해야 하고, 다른 사람의 집으로 날아가지 않으면 부끄러울 것입니다. 그것은 또한 체면을 잃을 것이다!

좋은 와인 늦을까봐 걱정하지 말고 정확하게 전달하세요!